水泵是一种提水机械，它在外界动力（如电动机）的带动下，能通过管道把水抽送到高处和远处，在工作过程中，水泵起着传送能量给液体的作用。因为可以通过多种方式传递能量，所以水泵有许多种类，例如：离心泵、轴流泵、往复泵等。

泵的分类：

叶片式泵(透平式泵)：离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵；

容积式泵：

往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵；

回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵。

其他类型泵：喷射泵、水锤泵、真空泵。

另外，按压力分为：低压泵（低于2MPa），中压泵（2-6MPa），高压泵（高于6MPa）。

（1）叶片式水泵：它对液体的压送是靠表有叶片的叶轮高度旋转而完成的。

（2）容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。

（3）其它类型水泵：其中有依靠液体流动的能量来输送液体的，带有依靠其它作用来输送液体。

适用范围：

常用几种水泵总谱图说明：目前定型生产各类叶片式水泵使用范围广泛，各型泵使用范围各有不同的性能。往复泵的使用范围侧重于高扬程、小流量；轴流泵和混流泵侧重于低扬程、大流量；而离心泵介于两者之间，工作区间最广，产品品种、系列和规格也最多。水泵的发展趋势于大型化、大容量化、高扬程、高转速、系列化、通用化和标准化。

离心泵：

离心泵的分类：

按结构型式作如下分类：

(1)按流体吸入叶轮的方式：单吸式泵、双吸式泵；

(2)按级数分类：单级泵、多级泵；

(3)按泵体形式分类：蜗壳泵、筒形泵；

(4)按主轴安放情况分类：卧式泵、立式泵、斜式泵。

离心泵的性能参数：

流量 Q：指泵在单位时间里循环输出液体的体积。单位是m3/s，用q _m 表示质量，单位是kg/s。q _m =ρqv

式中ρ为液体的密度，常温清水；ρ=1000kg/m ³

泵流量的测定：涡轮流量计、电磁流量计、超声波流量计、水堰、文吐里管。

扬程 H:指泵能提升液体的高度，常用单位是米。

转速 n：指泵在每分钟内泵轴的旋转次数，常用单位是转/分( r/min)。

转速测定用红外测量仪转矩转速传感器。

轴功率 N：指泵在运转时，在一定的流量和扬程下，原动机输送给泵轴上的功率，常用单位是瓦。

泵效率 η：它是表示泵的性能好坏及动力利用的程度，是指泵的有效功率和轴功率的比值，以η表示其百分数。

其它参数有允许吸上真空高度和比转数等。

汽蚀余量：泵必需汽蚀余量NPSHr泵所要求的在泵进口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量(单位m)，其数值由实验确定。

离心泵的工作过程：

泵的一般构成：

离心泵主要由叶轮、泵体、泵盖、密封环、轴封装置，托加极平衡装置等组成。

（1）叶轮：轮有闭式、开式和半开式三种类型，按吸入方式又可分为单吸式叶轮和双吸式叶轮，其主要作用是使液体获得能量。

（2）泵体：泵体又称泵壳，其主要作用是将叶轮封闭在一定的空间中，汇集液体，并导向排出管，是一个泵受液体压力的部件，一般是蜗壳形。

（3）密封环：主要作用是防止泵体之间的液体漏损，并起承受磨擦的作用，延长叶轮和泵体的使用寿命。

（4）轴封装置：主要作用是防止泵体内的高压液体漏出和防止空气进入泵体内，有填料密封，机械密封等几种。

（5）平衡装置：主要作用是防止泵的转动部份发生轴向串动，从而减少磨损，振动和发热现象。

（6）轴承座：在座内安装轴承，主要是支承轴的作用。

（7）联轴器：主要作用是连接泵轴和电机轴，使泵轴转动。

离心泵的吸入特性-汽蚀：

（1）气蚀发生的机理

（2）气蚀发生的危害

汽蚀是水力机械的特有现象，它带来许多严重的后果。

a.汽蚀使过流部件被剥蚀破坏；

b.汽蚀使泵的性能下降；

c.汽蚀使泵产生噪音和振动。

气蚀余量及气蚀判别式：

有效汽蚀余量是指液流自吸液罐(池)经吸入管路到达泵的吸入口后，Pv高出汽化压力 所富余的那部分能量头，用NPSHa表示。

提高离心机抗气蚀性能的措施：

(1)提高离心泵本身抗汽蚀的性能

①改进泵的吸入口至叶轮叶片入口附近的结构设计。

②采用前置诱导轮，如图所示。

③采用双吸式叶轮。

④设计工况采用稍大的正冲角。

⑤采用抗汽蚀的材料。

(2)提高进液装置汽蚀余量的措施：

①增加泵前储液罐中液面上的压力，如图所示

②减小泵前吸上装置的安装高度。

③将吸上装置改为倒罐装置，如图所示。

④减小泵前管路上的流动损失。

②采用前置诱导轮，如图所示，使液流在前置诱导轮中提前接受诱导叶片做功，以提高液流的压力。

吸入装置：

倒罐装置：

离心泵的运行特性：

（1）泵的性能关系

a、流量与扬程的关系；Q 与 H 或反比关系。

b、流量与轴功率的关系，Q 大 N 也大。

c、流量与效率的关系，泵在开始时，效率随Q增加而提高，当效率出现最高值后，便随Q的增加而降低，在效率最高值的附近称为高效区。

泵在工作时，当泵转数为某一定值，用来表示Q、H、N和允许吸上真空高度等之间相互关系的曲线为泵的性能曲线。

由于工作要求不同，往往在工作中经常会碰到二台以上水泵同时工作的情况，有的是属于串联，有的是属于并联形式的。

a、水泵的串联：

水泵串联的特点是提高输水压力（即扬程）。

为了达到供水压力的要求，一台水泵不能满足时，则需要串联一台或八台水泵同时工作，在此情况下，水泵输出的总压力提高了，而输水量保持不变。

b、水泵的并联

水泵并联的特点是增加输水流量。

为了达到供水量的要求，留一强水泵的输出水量不能满足要求时，则需要并联一台或n台水泵同时工作，在此情况下，水泵输出的总水量增加了，而压力保持不变。

离心泵之所以被广泛应用，因为在很多方面具有比较明显的优点：

（1）流量范围大，一般常用的在5～20，00米3/时，且流量和压力都较平稳。

（2）转速较高，可以与电动机或汽轮机直接连接，传动机构简单紧凑。

（3）操作方便可靠，调节和维护容易，并易于实现自动化远距离操作。

（4）结构简单紧凑，体积小、重量轻、尤其是另部件少制造方便，占地面积小。

其缺点：

（1）一般情况下在启动前需灌泵以排尽泵内积聚空气。

（2）液体的粘度大时对泵的性能影响较大，效率降低。

（3）在小流量高扬程情况下使用要受到一定限制。

离心泵运行工况的调节：

（1） 改变工况点的三种途径：

泵的运行工况点是泵特性曲线和装置特性曲线的交点，改变工况点有三种途径：

a.改变泵的特性曲线；

b.改变装置的特性曲线；

c.同时改变泵和装置的特性曲线。

（2） 改变泵特性曲线的调节

a.转速调节；

b.切割叶轮外径调节；

c.改变前置导叶叶片角度调节；

d.改变半开式叶轮叶片端部间隙调节；

e.泵的并联或串联调节。

（3） 改变装置特性曲线的调节

a.闸阀调节；b.液位调节；c.旁路分流调节。

这种调节方法简便，使用最广，但能量损失很大，且泵的扬程曲线愈陡，损失愈严重。

离心泵的启动及运行：

(1)启动前的准备工作：

a．启动前检查  b．充水 c．高点排气

(2)启动程序

(3)适行中的注意事项：

①润滑油的名称、型号、主要性能和加注数量是否符合技术文件的要求；

②轴承润滑系统、密封系统和冷却系统是否完好，轴承的油路、水路是否畅通；

③盘动泵的转子1～2转，检查转子是否有摩擦或卡住现象；

④在联轴器附近或皮带防护装置等处，是否有妨碍转动的杂物；

⑤泵、轴承座、电动机的基础地脚螺栓是否松动；

⑥泵工作系统的阀门或附属装置均应处于泵运转时负荷最小的位置，应关闭出口调节阀；

⑦点动泵，看其叶轮转向是否与设计转向一致，若不一致，必需使叶轮完全停止转动后，调整电动机接线后，方可再启动。

其它泵的性能：

轴流式水泵：当电动机驱动浸在流体中的叶轮旋转时，轮内的流体就相对叶片做绕流运动，叶片会对流体产生一个推力从而对流体做功，使流体的能量增加，并沿轴向流出叶轮，经过导叶等部件压出管路，同时叶轮入口处的流体被吸入，形成连续工作。其特点结构紧凑、外形尺寸小、质量轻的特点，适合于大流量、低压头的场合，如部分电厂中的炉水循环泵。

混流式水泵：这种水泵结合了离心式水泵和轴流式水泵的特点，流体是沿介于轴向和径向之间的圆锥面方向流出叶轮，工作原理是部分利用了叶片推力和惯性离心力的作用。

容积式水泵：是利用电动机驱动部件（活塞、齿轮等）使工作室的容积发生周期性的改变，依靠压差使流体流动，从而达到输送流体的目的。其特点是结构简单、轻便紧凑、工作可靠，在电厂中常用于流量较小的润滑油系统中（如锅炉送引风机的润滑油泵）。

喷射泵：工作原理是高压的流体经喷嘴后成为高速射流进入工作室，工作室内喷管附近的低压流体大量地卷带经扩压管升压后输出，同时又使水池中的流体被吸入工作室，从而形成连续工作过程。喷射泵的工作流体可以是高压蒸汽，也可以是高压水，被输送的流体可以是水、油或空气。电厂中用作输送炉渣的水力喷射器以及凝汽设备中抽气器等。

相似理论的应用：

1.泵的相似条件：

通常对叶式泵内的流动而言，两泵流动相似应具备几何相似和运动相似，而运动相似仅要求叶轮进口速度三角形相似。

2.相似定律和比例定律

保持流动相似的工况称为相似工况。两泵在相似工况下的性能参数符合相似定律表达式。

(1)流量关系   (2)扬程关系   (3)功率关系

简化的相似定律表达式，比例定律表达式。

比转数：比转数是用来判别离心泵工况的相似准数。

切割定律：转速固定的泵，仅有一条扬程流量曲线。为了扩大其工作范围，可采用切割叶轮外径的方法，使工作范围由一条线变成一个面。

叶轮：

对叶轮的要求：

叶轮应有足够的强度和钢度；

流道形状为符合液体流动规律的流线型，液流速度分布均匀，流道阻力尽可能小，流道表面粗糙度较小；

材料应具有较好的耐磨性；

叶轮应具有良好的静平衡和动平衡；

结构简单，制造工艺性好。离心泵的叶轮一般都是铸造而成。

泵的选用：

（1） 选用原则

根据所输送的流体性质选择不同用途、不同类型的泵。

流量、扬程必须满足工作中所需要的最大负荷。

从节能观点选泵，一方面要尽可能选用效率高的泵，另一方面必须使泵的运行工作点长期位于高效区之内。

为防止发生汽蚀，要求泵的必须汽蚀余量NPSHa小于装置汽蚀余量NPSHa。

按输送工质的特殊要求选泵。

所选择的泵应具有结构简单、易于操作与维修、体积小、重量轻、设备投资少等特点。

当符合用户要求的泵有两种以上的规格时，应以综合指标高者为最终选定的泵型号。

（2） 各种泵的使用范围

选用方法及步骤：

a．利用“泵型谱”选择；b．利用“泵性能表”选择。

将所需要的流量qv和扬程H画到该型式的系列型谱图上，看其交点M落在哪个切割工作区四边形中，即可读出该四边形内所标注的离心泵型号。如果交点M不是恰好落在四边形的上边线上，则选用该泵后，可应用切割叶轮直径或降低工作转速的方法改变泵的性能曲线，使其通过M点。这就应从泵样本或系列性能表中查出该泵的泵性能曲线，以便换算。如果交点M并不落在任一个工作区的四边形中，这说明没有一台泵能满足工作要求。在这种情况下，可适当改变泵的台数或改变泵所需要的流量和扬程(如用排出阀调节)等来满足要求。

收集原始数据：针对选型要求，搜集过程生产中所输送介质、流量和所需的扬程参数以及泵前泵后设备的有关参数的原始依据。

泵参数的选择及计算：根据原始数据和实际需要，留出合理的裕量，合理确定运行参数，作为选择泵的计算依据。

选型：按照工作要求和运行参数，采用合理的选择方法，选出均能满足适用要求的几种型式，然后进行全面的比较，最后确定一种型式。

核算：型式选定后，进行有关校核计算，验证所选的泵是否满足使用要求。如所要求的工况点是否落在高效工作区，NPSH 是否大于NPSH 等。

来源：暖通南社